煤礦開采中綜合防治水技術應用

瞿武

中煤第一建設有限公司朔州分公司 山西朔州 036900

1 煤礦井水害的類型

1.1 地表水害

煤礦開采一般多在地下空間內進行，位置地勢較低。而在煤礦周邊，通常分布有規模、數量不等的河流、胡泊等。當進入雨季時，相應河流、胡泊水位會暴漲，一旦出現決堤問題，漫出大洪水會大量倒灌進礦區，甚至能夠直接通過礦井口涌入井下，引發礦井水災。另一方面，針對露天煤礦，在完成開采后一般會留下“坑”，雨季時會導致大坑大量積水，這些積水也有可能直接滲入井下造成煤礦開采水災。

1.2 砂巖裂隙出水

在富水煤系砂巖裂隙處，在采掘面揭露時，水體將由原生、后生裂隙中滲出，其主要表現為巷道滲水、工作面頂板滲水、巖層層面滲水等情況。煤系砂巖裂隙含水層若無地表水或其他水源補給，并不會對礦井造成巨大影響，若排水系統不能穩定運行也將出現水害問題影響煤礦開采工作進度[1]。

1.3 煤礦奧灰承壓水害

奧灰巖溶含水層大多屬于開采煤層之下，在水壓達到一定條件時，其與開采層之間的巖層厚度越厚則開采工作越安全。在具有奧陶系灰巖含水層，且水量較大的煤層，極易出現奧灰承壓水水害（大部分出現在斷層位置、陷落柱位置等區域）。

2 引發礦山洪水的原因

2.1 水災位置探測不到位

水災位置探測工作的有效性對于煤礦施工效率的提高至關重要。只有準確探測出水災發生的具體位置，才能夠采取進一步的防治措施。然而，現實中，煤礦水災位置、成因以及類型的多樣性往往使得探測工作的難度大大提高。如果相關人員未能對煤礦工作面水災發生的具體位置進行探測，缺乏對煤礦水災的重視，那么煤礦水災發生的頻率就會快速提高，由此引發的安全隱患也越來越多，煤礦企業的綜合運營效益將會受到非常嚴重的損失。

2.2 礦山管理不合理

如果在礦山進行防洪，沒有防水措施可供選擇，缺乏當地人力資源管理，許多地表水就會進入礦井內，并將引發洪水。同時，礦井排水系統在防洪方面也發揮著重要作用，如果在日常生產過程中不對其進行管理和及時檢查，在老化的情況下，它們就得不到很好的控制[2]。

2.3 基礎工作質量不合格

（a）在工程設計過程中存在紕漏。在進行開采工作前要先進行設計，確定開挖方位、開采深度等，且需要進行圖紙設計，為后期開采工作提供依據。但設計人員對于實際情況缺乏了解，設計出的方案并不具備合理性；（b）工程建設沒有達到國家規定的要求。一些從事煤炭開采工作的管理者不具備專業的技術及知識理念，因此施工過程存在不足，沒有達到國家規定的硬性要求，如施工的材料、方式、設備質量等都不達標。還有一些煤礦為了獲取經濟效益，刻意使用低劣的材料，違反了中國對于煤礦基礎工程的質量要求，使前期工作的質量較低，存在很大的安全隱患。

3 礦井綜合防治水技術

3.1 綜合探測

地質探測是保證防治水措施有效性的重要基礎，能夠對含導水底層、含導水構造的特征進行勘察，從而為工作人員制定有效的防治措施打下了堅實的基礎。在進行開采設計方案制定的過程當中，相關工作人員應該憑借綜合物探的方式對開采區域范圍內的地質構造情況和導水特性進行全面仔細的勘察，有針對性的制定科學合理有效的防治工作方案。采用適當的技術對開采區域內的斷層以及陷落柱等地質構造進行勘察。在進行工作面的回采工作之前，需要再一次對底板的綜合水文地質進行勘察，進而可以對當前的情況有所了解，通常情況下，可以采用高密度直流電法對工作面回風巷、運輸巷，以及開切眼底板下方八十米以上的富水情況進行勘察。

3.2 分類治理水害

（a）治理導水陷落柱。根據地質勘探確定的陷落柱發育特征，制訂詳細的施工方案，治理方法主要是井上下注漿封堵，將陷落柱底部和頂部一定范圍都徹底充填，努力做到陷落柱不含水、不導水。

（b）治理含（導）水斷層。對于地質勘探查明的導水斷層，處理措施主要有兩種，即注漿封堵和留設防隔水煤柱。在具體施工之前，應進一步探明含（導）水斷層的導水性，再制訂具體的施工方案。

（c）掘進疏水降壓。在井下巷道掘進過程中，需要根據地層含水層水位隋況，采取井下鉆孔疏水降壓的方法，降低工作面底板水壓，避免突水事故的發生。

（e）做好鉆孔密封保障工作，尤其是勘探期間遺留地質鉆孔，在掘進或開采工作面推進至鉆孔一定距離時，應首先逐個進行密封質量核對，對有出水威脅的鉆孔從新封堵[3]。

3.3 保證潛水泵房排水能力

為了保證地下水能及時排出礦井，需要根據礦井排水能力需要，通過增加泵房數量、增加泵機功率等方法，增強泵房排水能力。同時，在擴大泵房排水能力時，還需要確保泵房排水能力留出足夠的富裕系數，以確保礦井能應對突發性排水需求。

4 防治煤礦水災的有效措施

4.1 雨季加強安全隱患檢查

在煤礦開采過程中，需堅持“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”原則防治水災害，充分落實“探、防、堵、疏、排、截、監”這幾種綜合治理措施。由于雨季降水量多，煤礦出現水災害事故的幾率也較高，因此需做好預防工作，以免引發水災害事故。針對部分可能被洪水淹沒的廢棄礦井必須嚴格依據相關規定封堵嚴密，或在礦井井口位置澆筑大于井筒斷面的鋼筋混凝土蓋板，以免地表水灌入礦井中引發水害。

4.2 做好礦井水害緊急預案制定

為確保在水害發生后盡可能的降低經濟損失與人員傷亡，應做好礦井水害緊急預案制定，從而能夠在第一時間做出反應，開展救災搶險工作。在緊急預案之中，應包括有搶險排水基地設置，還應有各種排水設施設置。并加強排水設的檢修與維護，盡可能確保排水設備在遭遇特殊情仍能夠正常運行，提高企業搶險救災水平與效果。與此同時，煤礦開采企業還應加強人員管理，通過培訓教育，有效提升煤礦開采工作人員的技術能力與防災意識。

5 結語

煤礦作為我國的重要能源之一，其在近些年來的需求量逐漸提高。為了提高煤炭開采的效率，煤礦企業應在實現經濟效益的同時，兼顧社會效益，施工人員應切實擔負起責任，對煤炭水災問題進行有效防治，從而為煤炭開采工作的高效開展奠定合理基礎。